[發明專利]一種基于GPU的圖像處理方法

有效

• 申請號: 201210197945.8
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN102810199A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 陳實富;張舒;張樂
• 申請（專利權）人: 成都平行視野科技有限公司
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及計算機圖形技術領域，尤其涉及一種圖像處理的方法。

背景技術

目前一個綜合的圖像處理軟件需要能夠對圖像進行讀取和存檔，對圖像應用濾鏡，并且支持對操作的撤銷和重做等等。傳統的綜合圖像處理軟件都是基于CPU進行設計的，因為該程序只需要管理內存和硬盤的數據，使用CPU可以很方便地實現以上功能，同時CPU核心數目有限，不會對算法的設計構成太大挑戰。

一個專業的圖像處理軟件必須要支持圖層管理，選區管理等。這些在GPU的顯存有限，編程不靈活的情況下，都帶來了相當大的設計困難。

GPU的全稱是Graphics?Processing?Unit，即圖形計算單元，也即普通意義上的顯卡芯片。GPU中有著大量的流處理器單元，可以并發地處理數據，因此GPU很適合于用來作圖像處理。雖然使用GPU可以很方便地實現一個圖像處理的算法，但是，要基于GPU實現一個綜合的圖像處理軟件卻會遇到很多困難，主要包括：

存儲管理困難：GPU能夠操作的存儲單元是顯卡上的顯存，而CPU能夠操作的則是系統內存，顯存的容量通常要遠遠小于內存，而且由于軟件必須同時使用GPU和CPU，所以需要高效地管理好這兩個存儲系統之間的使用，并且盡量減少兩個數據存儲區之間的通信開銷。

多線程實現困難：由于使用GPU計算通常需要利用到OpenGL等圖形API，而這些OpenGL?API只能夠工作在主線程，也就是GUI線程的模式下，所以無法像通常方法一樣，使用工作線程和GUI線程分離的方式，在密集計算的方式下給出界面反饋。

撤銷/重做系統實現困難：由于使用GPU進行圖像處理需要將圖像數據拷貝至顯存，而傳統的撤銷/重做系統實現則需要圖像數據在系統內存中。這樣，由于每一次濾鏡或調節操作過后都需要進行撤銷/重做數據的備份，則要求數據從顯存到內存中進行拷貝，而大量的拷貝會對PCIE的傳輸造成較大壓力，而且對實時性影響十分巨大。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題提出的一種圖像處理方法，能夠在圖像渲染操作時實時反饋的濾鏡調節效果，平滑的畫布縮放和拖動效果，顯存與系統內存之間的相互拷貝大大減少，并且在顯存容量有限的情況下可以支持多圖層。

本發明提供了一種圖像處理方法，包括以下步驟：

A、獲取待處理圖像，將所述待處理圖像的一個圖層從系統內存中拷貝到圖形處理單元的顯存中；

B、啟動一個圖像處理濾鏡，在調節濾鏡參數的時候，對所述圖層的當前可視區域內的縮略圖進行實時計算并獲得調節結果；

C、使用所述待處理圖像的每一個圖層的縮略圖進行由底至上的混合，以渲染到畫布，并將該畫布顯示到窗口；

D、最后，應用該圖像處理濾鏡，使用濾鏡的參數計算出被激活圖層完整的的調節結果。

上述技術方案中，優選地，步驟A還包括：

如果顯存容量不足，則同時需要將其他圖層的數據在顯存中刪除，只保留在系統內存中的數據。

上述技術方案中，優選地，步驟C進一步包括：

設置濾鏡的參數，實時計算所述待處理圖層的縮略圖在所述參數下的處理結果；

當所述處理結果與所述待處理圖層相比發生變化后，對所述待處理圖層進行渲染。

上述技術方案中，優選地，所述濾鏡包括一個唯一的標識號和若干被序列化的參數。

上述技術方案中，優選地，還包括步驟：

將所述待處理圖像進行全圖備份和參數備份，所述全圖備份將所有圖層進行備份，所述參數備份是將當前操作的參數進行備份；

當撤銷當前使用參數方式進行備份的操作時，按操作的先后順序找到所述圖層對應的最鄰近的全圖備份，將數據恢復到該全圖備份；

依次應用全部以參數備份形式存儲的操作序列。

上述技術方案中，優選地，所述步驟C中的渲染具體包括：

建立一張空白的幀緩存數據區；

從上至下將各圖層的縮略圖混合到所述幀緩存數據區上并改變對應的值；

所述各圖層的縮略圖混合的時候，使用OpenGL著色器語言對幀緩存數據區中的每一個點進行賦值。?

本發明的技術效果在于：?

可以實時反饋濾鏡調節效果，平滑的畫布縮放和拖動效果，顯存與系統內存之間的相互拷貝大大減少，提高圖像渲染的處理速度，節省顯存，并且在顯存容量有限的情況下可以支持多圖層操作。